DE1638580A1

DE1638580A1 - Arrangement for load switching with step transformers

Info

Publication number: DE1638580A1
Application number: DE19671638580
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Franz Gnegel; Dr-Ing Wulfo Schmidt
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1967-06-08
Filing date: 1967-06-08
Publication date: 1970-09-10

Description

Anordnung zier Lastumschaltung bei etiifLntransformatoren. Die @:r#f'indiing bezieht sich auf eine Anordnung ziir Lastiimschalt,ing bei ;'tiifentrans formatoren mit Hilfe von Vakii#imschaltern. Es wurue schon vorgeschlagen, einen einzigen Vakuumschalter zier ,:tisf(.#nsclialtiing zii verwenden, der im Betriebszustand offen oaer gei scri lossen war. Bei der Anordnung mit im Betriebszlrstand offener;, @s@3Kt"'.Il't::C:hal tt'r muf3ten parallel dazu liegende :Schaltmittel. lind vor> r:1:Err. zwei iberschaltwiderstände vorgesehen werden, wobei ein "ei! 'ae. ::Crial tmi t tel dauernd parallel ziem Vak,ii:mschal te r lag. Eine solcr,u Anordni:ng erfordert einen größeren Aufwand an Hilfs- schaL' ter,n iinfr ebt,#no an Uberschaltmitteln. Bei Feiner weiter vorgeschlagenen Anprdnung karr, man zwar mit einem ilbe:r-:;r:nnltmittel aus, doch litt diese Anurdnung, ebenso wiu Hit bereits erwähnte, an dem Nachteil, daß für das ausschaltlichtbogenfreie Jchalten in Gegenrichtung ein Umkehrgetriebe benötigt wird. Nichteilig war dabei noch, daß das den Vakuumachalter umgebende 51 durch den bei jeder Lastumschaltung an einem der verwendeten ifilfsschalter auftretenden Einschaltlichtbogen allmählich verschmutzt wurde. Das Ziel, einen wartungsfreien Lastumschalter zia schaffen, war damit nur bedingt erreicht, da das den Vakuumschalter umgebende Ö1 nach bestimmten Betriebszeiten ersetzt werden mußte. Arrangement of decorative load switching with etiifLntransformatoren. The @: r # f'indiing refers to an arrangement for load switching in the case of tiifentransformators with the help of vacuum switches. It Wurue already proposed to decorate a single vacuum switch ,: use tisf (. # nsclialtiing zii, which is open oaer gei scri lossen was. In the case of the arrangement with;, @ s @ 3Kt "'. Il't :: C: hal tt'r had to have parallel: switching means. lind before> r: 1: Err. two switching resistors are provided, one "ei! 'ae. :: Crial tmi t tel constantly parallel to the vac, ii: m switch te r lay. Such an arrangement requires a greater amount of auxiliary switch, no iinfr ebt, # no at switchover means. In Feiner's further suggested approach karr, one with one ilbe: r - :; r: nnlmittel, but suffered this disorder, as well as wiu hit already mentioned, on the disadvantage that a reverse gear is required for switching in the opposite direction without arc-breaking. It was also irrelevant that the 51 surrounding the vacuum switch gradually became soiled by the inrush arc occurring at each load changeover at one of the auxiliary switches used. The goal of creating a maintenance-free diverter switch zia was only partially achieved, as the oil surrounding the vacuum switch had to be replaced after certain operating times.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lastumschalteranordnung zu schaffen, die wartungsfrei ist, d.h.bei der die Ölverschmutzung durch den Einschaltlichtbogen beim Stufenschälten vermieden wird. Gemäß der Erfindung sind in Reihe liegenn zwei VaK»umschalter »n(i ein berschaltwiderstand so angeordnet, das die abgehende Lastleitung mit der gemeinsamen Verbindungsleitung der beiden Vakuumschalter verbunden ist, während der eine in der Grundstellung geschlossene Vakuumschalter mit seinem freien Anschluß an den beweglichen Kontakt eines Umschalters angeschlossen ist, von dem der eine feste Kontakt mit dem einen beweglichen Wählerkontakt und der andere feste Kontakt mit dem anderen beweglichen Wählerkontakt verbunden ist und der andere freie Anschluß des in aer Grunastellung offenen zweiten Vakulamachalters über das mit ihm in Reihe liegende Überschaltmittcl mit dem beweglichen Kontext eines in der Grundstellung offenen rJenders verbunden ist, dessen einer fester Kontakt mit dem einen und dessen anderer fester Kontakt mit dem anderen Wählerkontakt verbunden sind.The object of the invention is to create a diverter switch arrangement, which is maintenance-free, i.e. where there is oil contamination from the switch-on arc is avoided in step peeling. According to the invention there are two in series VaK »changeover switch» n (i a switching resistor arranged in such a way that the outgoing load line is connected to the common connecting line of the two vacuum switches, while one of the vacuum switches, which is closed in the basic position, has its free one Terminal is connected to the moving contact of a changeover switch, of which one fixed contact with the one movable selector contact and the other fixed Contact is connected to the other movable voter contact and the other free Connection of the second vacuum switch, which is open in the basic position, via the with Switching means lying in series with the moving context of one in the Basic position open rJenders is connected, one of which is in permanent contact with the one and the other fixed contact connected to the other selector contact are.

Bei BetUtigung des Stufenschalters mit einem stetigen Antrieb um eine >tijfe beispielsweise in ctichtung "13pannunö höher" arbeiten die einzelnen Elemente wie folgt zusammen: Ochaltvorgang: 1. Wender schaltet ein und wird mit einem beweglichen stromlosen 5tufenwählerkontakt verbunden.When the tap changer is operated with a continuous drive by one > The individual elements work, for example, in the direction of "13pannunö higher" as follows: Switching process: 1. Turner switches on and will connected to a movable, currentless 5-step selector contact.

Il. Zweiter Vakuumschalter schließt und stellt die 'Verbindung zur Lastleitung her. .Il. The second vacuum switch closes and establishes the connection to the Load line. .

111. Erster Vakuumschalter öffnet. . 111. First vacuum switch opens. .

IV. Umschalter schaltet vtin der bisherigen Stellung zur neu anzusteuernden Stellung um.IV. Changeover switch switches vtin the previous position to the new one to be controlled Position around.

V. Erster Vakiiumachalter schließt. VZ. Zweiter Vakuumschalter öffnet.V. First Vakiium Age closes. VZ. Second vacuum switch opens.

VII. Wender schaltet aus (Grundstellung). _ . Um die Vorteile der Erfinduxig klar hervortreten zu lassen, werden die elektrischen Vorgänge während einer Lastumschaltung anhand des in der Fig.l dargestellten Schaltbeispiels, zu der die Fig.2 das Taktfolgediagramm.mit den sieben, mit römischen Ziffern bezeichneten Schaltvorgängen wiedergibt, näher erläutert und zwar in Aufwärtsschaltung (Spannung höher) von Stellung n nach Otel-1'ung n + 1 und in Abwärtsschaltung (3pannung tiefer) von Stellung n + 1 nach Stellung n. .VII. Turner switches off (basic position). _. In order to clearly show the advantages of the invention, the electrical processes during a load changeover are explained in more detail using the switching example shown in FIG in an upshift (voltage higher) from position n to Otel-1'ung n + 1 and in downshift (3voltage lower) from position n + 1 to position n.

In Fig.l bezeichnet 1 einen Teil der Stufenwicklung eines Stufentransformators, 2 und 3 sind Wicklungsanzapfungen und 4 und r-, sind die beiden beweglichen Wählerkontakte, die an den WicklungsanzaPfungen entlang geschaltet werden. H1 ist ein Wender und H2 ein Umschalter, deren feste Kontakte mit den beiden beweglichen Wählerkontakten verbunden sind und zwar ist der feste Kontakt c des Wenders H1 und der feste Kontakt a des Urschalters H2 mit dem Wählerkontakt 4 verbunden. Der feste Kontakt d des Wenders Hi sowie der feste Kontakt b des Umschalters H2 sind mit dem be- weglichen ätulCenwählerkontakt 5 verbunden. V1' ist ein erster, in seiner Grundstellung geschlossener Vakuumschalter, dessen einer «nschy1;:: mit dem beweglichen Kontakt h2 des' Umschalters H, @-.@r@....@@.. :: .. -Der anaere jieses Vuk#;Ilmecra-ters ist mit dem in Reihe liegenden,. in der Grundstellung offenem zwei- ten Vakuumschalter V2 verbunden. An der Verbindungsleitung zwi sehen beiden Vakuumschaltern V1 und V2 ist die abgehende Zaat- leiteng L angeschlossen. Der`andere Anschluß des zweiten Vakuum- schalters V2 ist über den Überachaltwideretand W -mit dem beweg- lichen Kontakt hi den Wenders Hi verbunden. Im Falle, daß die Wicklungganzapfung 3 gegenüber der Wicklungb- anzapfung 2 das höhere Potential hat und eine Lastumschaltung in Richtung "Spannung höher" erfolgen soll# also von Anzapfung 2 auf Anzapfung 3 umgeschaltet wird, ist der Ablauf der Last- umschaltung wie folgte Ausgehend von der in Pig.l dargestellten Grundstellung, in der der Laststrom von der Wicklungsan$apfung 2 über den beweglichen Wählerkontakt 4,, die Kontakte a und h2 des Umschalters H2, den geschlossenen Vakuumschalter Vi zur abgehenden Lastleitung L fließt und der Vakuumschalter V2 offen ist und weiter- der beweg- liehe Kontakt hi des Wenders Hi.in Mittelstellung steht, wird zu Beginn der Lastumschaltung der bewegliche Kontakt hi des Wenders Hi eingeschaltet, d.h. er wird stromlos auf den Gegenkontakt d umgelegt (Vorgang I, s.Fig.2). Darnach wird der Vakuumschalter Y2 geschlossen (Vorgang 1i). Jetzt fließt zwischen den Anzapfungeg 3 und 2 der Wicklung 1 .durch den Stufenschalter ein Ausgleichsstrom über denUberschaltwiderstand W und die Vakuumschalter V2 und V,,. Gleichzeitig fließt über den Vakuumschalter Vi der Laststrom aber in umgekehrter Richtung, Damit fließt über den Vakuunaehalter Vi ein resultierender Strom, der der Größe nach gleich ist der _ - geometrischen Differenz zwischen Laststrom und Ausgleichsstrom. Anschließend wird der Vakuumschalter V, geöffnet (Vorgang III). Hierdurch wird der resultierende Differenzstrom zwischen Laststrom und Ausgleichsstrom unterbrochen. Von da ab fließt der Laststrom . f von WicKlungsanzapfung 3, Wählerkontakt 5, Kontakte d und hl, Überschaltwiderstand W, Vakuumschalter V2 zur Lastleitung L. Anschließend kann der bewegliche Umschalterkontakt h2 stromlos vom festen Gegenkontakt a auf den festen Kontakt b umgeschaltet Werden (Vorgang IV). Wird nun der Vakuumschalter V, wieder geschlossen (Vorgang V), so wird der Überschaltwiderstand W kurzgeschlossen. Der Laststrom fließt jetzt von der Wicklungsanzapfung 3, Wählerkontakt 5, Kontakte b und h2, Vakutamschalter V, zur Lastleitung L. Im weiteren Ablauf der Umschaltung öffnet der Vakuumschalter V2 (Vorgang VI) und der Wender H, geht wieder in die Mittelstellung (Vorgang VII). Damit ist die neue Grundstellung erreicht und die Lastumschaltung von Wicklungsanzapfung 2 auf 3 beendet.In Fig.l, 1 denotes part of the step winding of a step transformer, 2 and 3 are winding taps and 4 and r- are the two movable selector contacts that are switched along the winding taps. H1 is a reverser and H2 is a changeover switch, the fixed contacts of which are connected to the two movable selector contacts, namely the fixed contact c of the reverser H1 and the fixed contact a of the primary switch H2 is connected to the selector contact 4. The fixed contact d of the reverser Hi and the fixed contact b of the changeover switch H2 are connected to the Removable telephone dialer contact 5 connected. V1 'is a first in its basic position closed vacuum switch, its one «nschy1; :: with the moving contact h2 of the switch H, @ -. @ r @ .... @@ .. :: .. -The other that Vuk #; Ilmecra-ters is with the in-line. in the basic position open two- th vacuum switch V2 connected. On the connecting line between see both vacuum switches V1 and V2 is the outgoing Z aat- Leiteng L connected. The other connection of the second vacuum switch V2 is via the monitoring resistance W -with the moving- lichen contact hi connected to the Wenders Hi. In the event that the winding tapped 3 opposite the winding b- tap 2 has the higher potential and a load switch in Direction "voltage higher" should take place # i.e. from tap 2 is switched to tap 3 , the flow of the load switching as follows Based on the basic position shown in Pig.l, in which the load current from winding connection 2 via the moving one Selector contact 4 ,, the contacts a and h2 of the switch H2, the closed vacuum switch Vi to the outgoing load line L flows and the vacuum switch V2 is open and the moving lent contact hi of the turner Hi. is in the middle position, is closed Start of load changeover of the moving contact hi of the turner Hi switched on, ie it is de-energized on the mating contact d turned over (process I, see Fig. 2). Then the vacuum switch Y2 closed (process 1i). Now flows between the taps 3 and 2 of the winding 1. a compensating current through the tap changer Via the switching resistor W and the vacuum switches V2 and V ,,. At the same time, the load current flows through the vacuum switch Vi but in the opposite direction, so that it flows over the vacuum holder Vi is a resulting current which is equal in size to the _ - geometric difference between load current and compensating current. Then the vacuum switch V, is opened (process III). This results in the resulting differential current between the load current and compensating current interrupted. From then on the load current flows. f from winding tap 3, selector contact 5, contacts d and hl, transition resistor W, vacuum switch V2 to load line L. Then the movable changeover switch contact h2 can be switched over from the fixed mating contact a to the fixed contact b without current (process IV). If the vacuum switch V, is now closed again (process V), the transition resistor W is short-circuited. The load current now flows from the winding tap 3, selector contact 5, contacts b and h2, vacuum switch V, to the load line L. In the further course of the changeover, the vacuum switch V2 opens (process VI) and the turner H returns to the middle position (process VII ). This has reached the new basic position and the load switchover from winding tapping 2 to 3 is finished.

Der vorstehend geschilderte Schaltungsablauf ist dem Taktfolgediagramm der Fig.2, in der gleiche Bezugszeichen wie in Fig.l verwendet sind, ohne' weitere Erklärung entnehmbar.The circuit sequence described above is the clock sequence diagram of Fig.2, in which the same reference numerals are used as in Fig.l, without 'further Explanation can be found.

Beim Weiterschalten zur nächsthöheren Stellung ist das-Zusammenspiel der einzelnen Schaltelemente das gleiche, nur daß jetzt der Wender H1 den festen Kontakt c ansteuert und der Umschalter H2 vom Kontakt b auf den Kontakt a umlegt.When switching to the next higher position, there is an interplay of the individual switching elements the same, only that now the turner H1 the fixed Controls contact c and switches H2 from contact b to contact a.

Das Taktfolgediagramm der Fig.2 läßt auch eine Umschaltung in umgekehrter Richtung, d.h. also von Stellung n + 1 nach Otellttnb n erkennen. Da diese Schaltung in elektrischer Hinsicht aber änders wie die beschriebene Aufwärtsschaltung abläuft, werden ' die Schaltvorgänge während einer Abwärtsschaltung nachstehend näher beschrieben. Bei Umkehrung der Antriebsrichtung für das Abwärtsschalten laufen die Schaltungen entsprechend Fig.2 nun iri der Reihenfolge von VII nach I, jedoch mit umgekehrter Wirkung ab. ' Ausgehend von der erreichten Schaltstellung auf der Wicklungsanzapfung 3 wird bei einet anschließenden Abwärtsschalten von An- zapfung 3 nach 2, zunächst der bewegliche Kontakt h., des Wenders HI stromlos eingeschaltet (Vorgang VII), d.h. er wird auf den festen Kontakt d umgelegt und dadurch mit dem stromführenden Wählerkontakt 5 verbunden. Darauf wird der Vakuumschalter V2 geschlossen (Vor- gang VI) und anschließend der Vakuumschalter V, geöffnet (Vor- gang V). Durch das Öffnen des Vakuumschalters Vi wird- der Last- strom unterbrochen, der jetzt seinen Weg nimmt von Anzapfung 3, Wählerkontakt 5, Kontakte d und hl, Überschaltwiderstand W und Vakuumschalter V2 zur Lastleitung. Nach der Unterbrechung des Laststroms schaltet der bewegliche Kontakt h2 des Umschalters H2 von seinem festen Kontakt b nach a stromlos um (Vorgang IV). An- schließend wird der Vakuumschalter V, geschlossen (Vorgang III). Dadurch wird der Ueberschaltwideratand W strommäßig entlastet, da über diesen jetzt nur noch der Ausgleichsstrom fließt, während der Laststrom jetzt seinen Weg über den Vakuumschalter Vi nimmt. Anschließend öffnet der Vakuumschalter V2 (Vorgang 1I) und unter- bricht den Ausgleichsstrom, sodaß der Überschaltwiderstand strom- los wird. Von da ab fließt der Laststrom von Anzapfung 2, Wähler- kontakt 4, Kontakte a und h2 über den Vakuumschalter Vi zur Last- leitung. Dieser Stromweg bleibt auch in der letzten Schaltphase unverändert, in der der bewegliche Kontakt hi des Wenders Hi ausschaltet (Vorgang I). Damit ist die Abwärtsschaltung von Stellung n + 1 nach Stellung n beendet. The clock sequence diagram of FIG. 2 also shows a switchover in the opposite direction, that is to say from position n + 1 to Otellttnb n. Since this shift takes place differently from the electrical point of view of the upshift described, the shifting operations during a downshift are described in more detail below. When reversing the drive direction for downshifting, the shifts according to FIG. 2 now run in the sequence from VII to I, but with the opposite effect. 'On the basis of the achieved shift position on the winding tap 3 is Tapping 3 to 2 at Ainet subsequent downshifting of arrival, first hour of the movable contact., The turner HI switched currentless (Procedure VII), which means it is passed on to the fixed contact d, and thereby connected to the current-carrying selector contact 5 . Then the vacuum switch is closed and then V2 (first gear VI) of the vacuum switch V, open (first gear V). By opening the vacuum switch Vi , the load current is interrupted, which now takes its way from tap 3, selector contact 5, contacts d and hl, transition resistor W and vacuum switch V2 to the load line. After the interruption of the load current, the movable contact of the changeover switch switches h2 H2 from its fixed contact b to a de-energized to (operation IV). Subsequently, the vacuum switch V, closed (operation III). As a result, the switching resistor W is relieved in terms of current, since only the equalizing current now flows through it, while the load current now makes its way via the vacuum switch Vi. Then the vacuum switch opens V2 (process 1I) and interrupts the bonding current transition resistance so that without current is. From there on, the load current flows from tap 2, selector contact 4, contacts a and h2 via vacuum switch Vi to the load line. This current path also remains unchanged in the last switching phase , in which the movable contact hi of the reverser Hi switches off (process I). This ends the downshift from position n + 1 to position n.

Die beschriebene Anordnung erlaubt ein ätufenschalten, ohne daß'@ an den Schaltelementen H, und H2 Lichtbögen auftreten. Da die beim Umschalten einzig entstehenden Lichtbögen in den abgekapselten Vakuumschaltern gezogen werden, wird das Öl im Lastumschalterraum nicht beeinflußt und behält seine volle Isolierfähigkeit, sodaß das gesteckte Zieh einen wartungsfreien Lastumschalter zu bauengerreicht wird. The arrangement described allows a step switching without arcing occurring on the switching elements H and H2. Since the only arcs that arise when switching over are drawn in the encapsulated vacuum switches, the oil in the diverter switch compartment is not affected and retains its full insulation properties, so that the plugged-in draw can be used to build a maintenance-free diverter switch.

Claims

Claim Arrangement for load switching with step transformers with the help from between the two movable selector contacts and the outgoing load line switchable vacuum switches and these allocated excess funds, characterized by the fact that in .Lining in a row two vacuum switches (Yi and V2) and a monitoring wideratand (W) are arranged so that the outgoing load line (L) on the common connection line of the two vacuum switches is connected while one is closed in the basic position. sene vacuum switch (V1) with its free connection with the moving contact (h2) of a changeover switch (H2) whose fixed contact clock (a) with one movable selector contact (4) and its other whose fixed contact (b) with the other moving selector contact (5) is connected and the other free connection of the in 'the basic position open second vacuum switch (V2) over the in series lying excess resistance (W) with the moving contact (h1) connected to a reverser (H1) that is switched off in the basic position s4nd, of which the fixed contact (c) with the movable voter contact (4) and the other fixed contact (d) with the other Selector contact (5) is connected, whereby the individual switching elements ments while the level switch is being adjusted by one level in the direction of "voltage higher" * have the following chronological sequence: I. Wender (H1), stop, Il. Yakuunachalter (V2) closes, III. Vacuum switch (V1) opens # IV. Changeover switch (H2) switches over, V. Vacuum switch (V1) closes; VI. Vacuum switch (V2) opens, VII. Turner (H1) switches off (basic position); when downshifting with the reverse drive direction, the Operations in reverse order with reverse effect.